Текст книги "Вертолёт 2000 03"

Автор книги: Вертолет Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 7 страниц)

Иркутский АВТОЖИР

Общественное конструкторское бюро легкой авиации было образовано на Иркутском авиационном производственном объединении (ИАПО) в 1996 г. Его первой самостоятельной разработкой стал трехместный автожир, предназначенный для решения задач, характерных для легких вертолетов, которые, как известно, имеют небольшие эксплуатационные затраты. Высокие потребительские свойства автожира обеспечиваются оптимальным сочетанием удельных параметров, рациональным выбором конструктивно-силовой схемы, удачными компоновочными решениями в сочетании с современным дизайном. Концепция автожира предусматривает его применение в условиях безаэродромного базирования и возможность установки на нем дополнительного оборудования для расширения круга решаемых задач. При реализации этого проекта авторы опирались на результаты исследовательских работ в области авторотирующих несущих систем, выполненных ведущими специалистами по аэродинамике, аэроупругости и прочности Иркутского военного авиационного инженерного института.

Стапельная сборка автожира

Автожир, безусловно, «одной крови» с вертолетом, но, как утверждают иркутские авиастроители, он гораздо проще, дешевле в изготовлении и эксплуатации, а главное, безопаснее вертолета.

Безопасность автожира обусловлена самим принципом работы этого аппарата: несущий винт, подобный вертолетному, вращается не от двигателя, а от встречного потока воздуха. Поэтому даже при отказе двигателя, обеспечивающего поступательное движение аппарата, потеря скорости автожиру практически ничем не грозит. Он просто войдет в режим устойчивого парашютирующего спуска и приземлится на любую площадку самых ограниченных размеров, а затем поднимется с нее без разбега, совершив так называемый «прыжковый взлет» («подпрыгнет» вертикально вверх на несколько метров).

Минимум конструктивных элементов делает аппарат надежным и снижает вероятность возникновения неисправностей. Хорошие демпфирующие свойства ротора упрощают управление аппаратом, не требуют мгновенной реакции летчика. Отклонения автожира от балансировочного положения из-за атмосферной турбулентности или по другим причинам происходят медленно и плавно. Летающий на очень малых скоростях, автожир имеет небольшой запас кинетической энергии, и, соответственно, меньшая энергия может быть преобразована в потенциальную энергию деформации. Таким простым образом обеспечивается прочность несущих элементов конструкции, а значит, и ее безопасность.

На ИАПО создан и испытан прототип будущего автожира А-002, на котором опробованы принципиальные конструкторские решения. Полученные положительные результаты позволяют с уверенностью говорить о правильности пути, выбранного проектировщиками.

Автожир характеризуется высоким уровнем безопасности, имеет эффективное и простое управление в большом диапазоне скоростей горизонтального полета (40210 км/ч), высокую маневренность. Дальность полета, выполняемого аппаратом на высоте до 3000 м, может достигать 1000 км. Он не требует специально подготовленных взлетно-посадочных полос.

Закрытая обогреваемая кабина, двойное (спаренное) управление, малые габариты, возможность хранения в обычном автомобильном гараже и транспортировки легковым автомобилем, невысокие эксплуатационные расходы автожира предоставляют возможность эффективно решать самый широкий круг задач: аэрофотосъемку; учет природных запасов ценных пород древесины и животных;воздушный контроль за состоянием нефте– и газопроводов, линий электропередач, лесных и сельскохозяйственных угодий, атмосферы и водоемов. Автожиры могут использоваться для патрулирования автотрасс, выполнения административно-связных функций, первоначального обучения пилотов, воздушного туризма, снабжения геологических партий, старательских артелей, пограничных застав.

В условиях бездорожья автожир – незаменимое транспортное средство при выполнении поисково-спасательных работ, оказании срочной медицинской и технической помощи, проведении ледовой, метео– и рыборазведки.

Автожир может применяться для перевозки двух пассажиров или грузов весом до 250 кг. В зависимости от требований заказчика возможна установка на аппарат колесного, лыжного или поплавкового шасси и специального навесного оборудования.

Простота пилотирования и технического обслуживания, возможность применения автомобильного бензина А-95, Б-91/115 (в зависимости от типа двигателя), низкая суммарная стоимость эксплуатации ($ 25-30 тыс. в год при налете 250 часов), свойства конструкции автожира, позволяющие производить безопасную посадку при отказе двигателя, простая пилотажно-навигационная система, использование надежной радиостанции авиационного диапазона с навигационной спутниковой системой GPS фирмы ICOM (модели А22 или А4 с отдельным приемопередатчиком GPS «Магеллан») сделают автожир А-002 незаменимым помощником в любом регионе России и за ее пределами. К тому же, имея характеристики, схожие с характеристиками легкого вертолета (за исключением режима висения в безветренную погоду), автожир в 3-4 раза дешевле.

А-002 спроектирован с учетом требований норм летной годности АП-27 (FAR-27), что позволит получить сертификат типа АР МАК. Временная сертификация первых автожиров будет проводиться комиссией инженерно-авиационной службы Восточно-Сибирского межрегионального территориального управления Федеральной службы Воздушного транспорта России.

Обучение пилотов и авиатехников планируется проводить в Иркутском спортивно-техническом клубе «РОСТО».

Серийное производство автожиров А-002 начнется в конце 2001 г., но уже сейчас на аппарат есть потенциальные заказчики.

Заводчане понимают, что сегодня в стране дефицит именно легких и простых в эксплуатации летательных аппаратов. Именно поэтому Иркутское авиационное производственное объединение уделяет пристальное внимание проблеме «малой авиации», несмотря на серьезную загруженность работой по выполнению международных контрактов на поставку в Индию боевых самолетов Су-30МК и по запуску в серийное производство уникального самолета-амфибии Бе-200.

Автожир А-002 устроен довольно просто: двухлопастный несущий винт (НВ) на пилоне, силовая установка с толкающим воздушным винтом, оперение, состоящее из киля с рулем направления, и управляемый стабилизатор (рис. 1). В конструкцию заложен модульный принцип, а конструктивно-технологические решения допускают возможность глубоких модификаций аппарата.

Полеты на прототипе

Испытание опытного образца

Область эксплуатационных режимов полета автожира существенно расширена благодаря особенностям втулки НВ, позволяющей оптимизировать режимы авторотации, реализовать «прыжковый взлет» и посадку с «подрывом» общего шага НВ. Диапазон эксплуатационных скоростей полета составляет 40 (ц=0,07)– 220 (ц=0,30) км/ч.

В настоящее время на Иркутском авиационном производственном объединении идет сборка первого экземпляра опытной машины.

Результаты проведенных работ позволили сделать некоторые выводы, касающиеся особенностей работы авторотирующего несущего винта.

Физические принципы работы НВ автожира позволяют реализовать широкий диапазон эксплуатационных режимов, поэтому большое значение придается работам, направленным на увеличение максимальной скорости полета и возможности полета на больших углах атаки в сечениях лопасти. При этом приходится сталкиваться с определенными трудностями, связанными с расширением области срывного обтекания ротора, увеличением вертикальных вибраций от второй гармоники аэродинамических сил на больших скоростях, необходимостью обеспечения достаточного зазора (между лопастями несущего и толкающего воздушного винтов) и с рядом других неблагоприятных явлений.

Как известно, авторотирующий НВ работает на положительных углах атаки (а> 0). При этом распределение местных углов атаки лопасти по диску НВ автожира существенно отличается от распределения при работе НВ вертолета. Рассмотрим природу этого явления.

Область больших углов атаки a rHB автожира в азимутах отступающей лопасти находится ближе к центру диска, в корневых, не несущих сечениях. При увеличении скорости полета эта область расширяется, а значения а гдостигают срывных значений. Графики изолиний местных углов атаки (рис.2, V = 210 км/ч) позволяют определить границы областей, занятых срывным обтеканием, для различных значений общего шага лопастей НВ.

На несущем винте вертолета срывные явления возникают в концевых (наиболее нагруженных) сечениях лопасти, ограничивая максимальную скорость полета. На больших скоростях полета это приводит к увеличению уровня переменной составляющей напряжений в лонжероне лопасти, росту вибраций, тряске, ухудшению управляемости.

Таким образом, можно утверждать, что потенциально автожир способен достигать более высоких по сравнению с вертолетом скоростей полета.

Рис. 1. Общий вид автожира

Для численной оценки влияния области срыва на эксплуатационные свойства винтокрылого летательного аппарата предложен критерий, учитывающий относительную площадь диска, занятую срывом, и положение этой области по диску:

К _ср=А _срY _ср², где A _cp=A _cp/S – относительная площадь диска НВ, занятая срывом;

А _ср– реальная площадь зоны срыва;

S – площадь диска несущего винта;

Y _ср= Y _ср/R – относительный радиус области срыва;

Y _ср– положение центра тяжести площади фигуры, очерчивающей область срыва;

R – радиус винта.

Ротор автожира – самонастраивающаяся система, что объясняет зависимость изменения частоты вращения НВ от режима полета (рис. 3). Поэтому обеспечить отсутствие явлений резонансов в элементах конструкции НВ автожира более сложно по сравнению с вертолетным НВ, где диапазон изменения частоты вращения гораздо уже.

Как известно, на больших скоростях полета возрастает переменная составляющая воздушной нагрузки, действующей на лопасть. На двухлопастном НВ вторая гармоника воздушной нагрузки имеет значительную величину, достигающую на максимальной скорости полета 20% от величины первой гармоники. Неуравновешенные вертикальные силы с обеих лопастей суммируются на втулке и вызывают вертикальные вибрации автожира с частотой 2n. Амплитудное значение виброперемещений быстро возрастает с увеличением скорости (рис. 4).

Один из критичных параметров, определяющих безопасность эксплуатации автожиров, – зазор (между лопастями несущего и толкающего воздушного винтов. При увеличении скорости возрастают коэффициенты махового движения лопастей и изменяется балансировочное положение автожира, зависящее от характера движения аппарата, положения центра тяжести, режима работы силовой установки и угла установки стабилизатора. Управляемый стабилизатор расширяет диапазон эксплуатационных центровок (0-300 мм от оси НВ). Балансировочные положения автожира рассчитаны с учетом обдувки стабилизатора струей толкающего винта. На рис. 5 приведены графики, иллюстрирующие изменение зазора по скорости для различных режимов полета, центровок автожира и положений стабилизатора.

Рис. 2. Распределение углов атаки по диску несущего винта

Рис. 3. Зависимость изменения частоты вращения несущего винта от режима полет>

Рис. 4. Зависимость амплитуды вибраций от режима полета

Рис. 5. Изменение зазора в зависимости от скорости горизонтального полета

Проверка достоверности методов исследования и идентификация созданных во время работы математических моделей проводились с использованием теоретических и экспериментальных данных, полученных в ВВИА им. Н.Е. Жуковского, ЦАГИ, вертолетных КБ. Управление инженерной базой математических моделей, созданных с использованием CAD-CAM технологий, осуществляется с помощью системы IMAN. Планирование производства и управление идет в режиме реального времени с помощью системы TIME LINE.

На сегодняшний день ОКБ легкой авиации успешно решило многие вопросы проектирования автожиров. Использование созданных специалистами конструкторского бюро методик позволило провести аэродинамические, прочностные расчеты устойчивости, управляемости, балансировки автожиров. Результатом проделанной работы стал запуск автожира в опытное производство. Однако это далеко не все, что предстоит сделать.

Олег ПОЛЫНЦЕВ, инженер-конструктор, Алексей КАЛМЫКОВ, инженер-конструктор ИАПО

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Второе рождение Ми-10К

Надеюсь, тот, кто держит в руках этот номер «Вертолета», читал мои заметки под названием «Чтобы помнили…», опубликованные в предыдущем номере журнале. В них речь шла о «кладбище» старых и не очень старых вертолетов в Ухтинском аэропорту. И о том, как бойкие и предприимчивые молодые люди резали вертолеты на металлолом.

Эвакуация ракетных ступеней. Ноябрь 2000 г.

Резчик ракет

Авиатехники Р.П. Плюснин и В.П. Невлев в тайге на месте временного складирования ступеней ракет

Тема эта получила неожиданное продолжение. Мало кто верил, что оставшихся в аэропорту двух последних Ми-10К ждет другая судьба, и совсем уж никто не верил в то, что они когда-нибудь поднимутся в небо. Профессиональные металлоломщики деловито ждали своего часа, готовые за бесценок скупить винтокрылые машины. Но специалисты нашего авиапредприятия задумали вернуть им жизнь. Решиться на это их заставили не только «жалость» и понимание того, что машины еще могут послужить людям, но и конкретные обстоятельства: понадобился тяжелый вертолет-кран для вывоза из тайги отработанных высокотоксичных ступеней ракет, запускавшихся с космодрома «Плесецк». «Зеленые» республики Коми не давали покоя правительству, Министерству обороны, вполне обоснованно рассматривая космическую свалку в тайге как экологическую катастрофу.

Гигантская работа по возвращению в строй вертолетов легла на плечи главного инженера Ухтинской АТБ Э.П. Галкина. Проблем было много, некоторые из них помогли решить ростовчане. По сохранившейся документации изготовили все шланги гидро– и маслосистем. Возвращением в строй вертолеты обязаны и энергии, настойчивости, профессионализму заслуженного пилота СССР Г.С. Мальцева.

…В свой первый после многих лет стоянки полет переживший свое второе рождение Ми-10К компании «Комиавиатранс» отправился 26 сентября 2000 г. Время торопило: до снегопадов вертолет должен был справиться со своей задачей, иначе терялся весь смысл возвращения его к летной практике. 11 ноября борт вернулся на базу: лег снег и работы приостановили до следующей весны.

Для авиатехников В.В. Волкова, Р.П. Плюснина, В.И. Истомина, В.П. Невлева осень этого года останется в памяти на всю жизнь. Как запомнилось событие почти тридцатилетней давности, когда они получали на «Роствертоле» новехонький Ми-10К.

.А на стоянках крутит винтами уже второй бывший кандидат «в покойники» – Ми-10К №4119. Машину в прямом смысле собирали с соседних с аэродромом дач, куда за годы стоянки перекочевали многие агрегаты с вертолета. Новым хозяевам, конечно, было жаль расставаться с деталями машины, прижившимися на огородах (особенно с входной дверью в кабину пилотов), но пришлось!

А между тем посыпались заказы на вертолетные работы. Зашевелились геологи: за первую половину 2000 года проходка на бурении увеличилась в Коми в 2 раза. А геология, как буксир, тянет за собой гигантскую инфраструктуру, в том числе и авиатранспортную. В свою очередь авиатранспортные компании стремятся заполучить в свои структуры вертолетные подразделения.

Все возвращается на круги своя.

Владимир МИТИН, ст. инженер Ухтинского филиала «Газпромавиа»

«Балтийские авиалинии»: быстрота , точность, комфорт

Санкт-Петербургская компания «Балтийские авиалинии» – одна из первых частных авиакомпаний в нашей стране и единственная, обладающая эксклюзивным правом на выполнение регулярных полетов над северной столицей с территории Петропавловской крепости. Компания образована в 1993 г., имеет Сертификат эксплуатанта №237, выданный ФСВТ РФ. Принципы деятельности авиакомпании – самофинансирование и самоокупаемость, спектр работ – достаточно широк, на их выполнение получены соответствующие лицензии.

Вертолет «Балтийских авиалиний» переносит на «большую воду» севший на мель рыболовецкий катер. Машину пилотирует экипаж под управлением Валериана Феофанова

За прошедшие 7 лет компания «Балтийские авиалинии» успела приобрести известность не только как «перевозчик» петербургского правительства и гостей Санкт– Петербурга самого высокого ранга, но и как незаменимый помощник при проведении сложнейших спасательных и строительно-монтажных работ.

Винтокрылая машина «Балтийских авиалиний» (единственная из России) работала в районе гибели парома «Эстония» в 1994 г. Годом ранее за участие в спасении рыбаков из ледового плена в Балтийском море и на Ладожском озере один из экипажей авиакомпании указом Президента был награжден орденами «За личное мужество». Всего же с 1993 по 2000 г. вертолетчики «Балтийских авиалиний» спасли более 300 рыбаков, оказавшихся на льдинах в открытом море. Аварийно-спасательные работы компания ведет по договорам с МЧС, российскими фирмами «Эвеланш» и «Ассист 24», финской фирмой «Еврофлайт».

С помощью вертолетов авиакомпании выполняются сложнейшие строительно-монтажные работы. Наиболее известные из них – установка флажной мачты на Гатчинском дворце (1993 г.), креста Казанского собора, магнитно-резонансного томографа во 2-й городской больнице (1994 г.), шпиля и креста на церкви Святых Симеона и Анны, морских знаков в Таллинне (1995 г.), фигуры ангела на соборе Петра и Павла, памятника «Царь– плотник» на Адмиралтейской набережной (1996 г.).

Днем и ночью, в сложных погодных условиях (нижняя граница облачности – 60 м, видимость – 600 м, ветер – 25 м/с) каждый из пяти вертолетов Ми-8, принадлежащих авиакомпании, готов доставить в нужное место до 20 пассажиров. В короткий срок из аэропорта «Пулково-2» или с посадочных площадок в городе по указанному клиентом адресу будет доставлен груз весом до 3 т. Аэротакси перенесет пассажиров в ряд городов России, страны СНГ, Финляндию. Чтобы сделать полет для пассажиров более приятным и комфортным, эксплуатируемые компанией вертолеты дооборудованы аудио– и видеосистемами.

Вертолеты «Балтийских авиалиний» совершают по заказам рекламные и демонстрационные полеты. Любители парашютного спорта также поднимаются в воздух на вертолетах компании для выполнения прыжков типа «тандем». Надо сказать, что «Балтийские авиалинии» обладают эксклюзивным правом на выполнение этих полетов. Популярностью среди петербуржцев и гостей Северной Пальмиры пользуются воздушные туры в Псков, Печору, Кижи, Новгород, Пушкин, Павловск, Петродворец, на острова Ладожского озера, Финского залива, Соловки.

Экскурсионные полеты над Санкт-Петербургом – еще одна услуга, предоставляемая нашей авиакомпанией. Этот вид деятельности получил поддержку правительства Санкт-Петербурга, Северо-западного территориального управления ФАС и Федеральной авиационной службы России. Большой популярностью у жителей и гостей города пользуются обзорные экскурсии над Петербургом с осмотром исторического центра.

Незабываемое зрелище – полет на вертолете над Петродворцом с осмотром фонтанов и посадкой у дворца Марли в Нижнем парке. Желающие могут продлить удовольствие и отправиться на экскурсионном вертолете из Петродворца в Петербург по маршруту: дворец Марли – Петропавловская крепость.

Все, кто имеет отношение к эксплуатации авиационной техники, знают, что нельзя полностью исключить возможность возникновения в полете нештатных ситуаций. Поэтому специалисты авиакомпании уделяют особое внимание проработке маршрутов экскурсионных полетов, совершаемых над историческим центром города. Выполняют их по правилам безопасности, согласно которым маршруты не должны пролегать над жилыми массивами. Благо, разветвленная сеть каналов Петербурга «помогает» решать эту навигационную задачу.

Пассажиры «Балтийских авиалиний» могут не сомневаться в надежности и безопасности воздушных такси. У нас работают профессионалы самого высокого уровня. Командиры вертолетов – пилоты 1 класса, имеют допуски ко всем видами полетов. Генеральный директор компании Валериан Фофанов – тоже пилот 1 класса. «Летающий директор» имеет за плечами 15-летний опыт работы в сложных условиях Крайнего Севера. В авиакомпании есть и своя сертифицированная инженерно-техническая служба, где работают высококвалифицированные специалисты.

Полет над Кронверком

Есть у летчиков «Балтийских авиалиний» свое представление о том, каким должен быть идеальный вертолет для полетов над городом: максимально надежным, способным уверенно продолжать полет на одном двигателе, комфортным, с низким уровнем шума. Вертолет также должен иметь хорошие экономические характеристики. Наверно, в перспективе таким будет Ми-38. Однако это вертолет тяжелый и достаточно дорогой. Такой авиакомпании, как «Балтийские авиалинии», необходимы небольшие и более легкие машины, но пока таких машин в России не производят. Так что по сигналам SOS, по заказам и заявкам на перевозки пассажиров и грузов в небо Санкт-Петербурга по-прежнему взмывают безотказные «восьмерки» «Балтийских авиалиний». Никого в городе не удивляет и вертолет, несущий на внешней подвеске деталь, необходимую для реконструкции очередного исторического объекта. В Петербурге стало обыденным то, что еще совсем недавно считалось «крутой» западной экзотикой.

Единственная в стране авиакомпания, выполняющая регулярные полеты над городом, своей успешной деятельностью доказала: применение вертолетов в крупных городах оправдано и необходимо.

Ольга СЕРДЮКОВА, зам. генерального директора компании «Балтийские авиалинии»